बायोगैस
बायोगैस ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में कार्बनिक पदार्थ के टूटने से उत्पादित विभिन्न गैसों के मिश्रण को संदर्भित करता है। बायोगैस कच्चे माल जैसे कृषि अपशिष्ट, खाद, नगरपालिका अपशिष्ट, पौधों की सामग्री, सीवेज, हरी अपशिष्ट या खाद्य अपशिष्ट से उत्पादित किया जा सकता है। बायोगैस एक नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत है।
बायोगैस मेथेनोजेन या एनारोबिक जीवों के साथ एनारोबिक पाचन द्वारा उत्पादित किया जा सकता है, जो बंद प्रणाली के अंदर सामग्री को पचता है, या बायोडिग्रेडेबल सामग्रियों का किण्वन करता है। इस बंद प्रणाली को एनारोबिक डाइजेस्टर, बायोडिजेस्टर या बायोरेक्टर कहा जाता है।
बायोगैस मुख्य रूप से मीथेन (सीएच 4) और कार्बन डाइऑक्साइड (सीओ 2) होता है और इसमें थोड़ी मात्रा में हाइड्रोजन सल्फाइड (एच 2 एस), नमी और सिलॉक्सैन्स हो सकते हैं। गैसों मीथेन, हाइड्रोजन, और कार्बन मोनोऑक्साइड (सीओ) को ऑक्सीजन के साथ दहन या ऑक्सीकरण किया जा सकता है। यह ऊर्जा रिलीज बायोगैस को ईंधन के रूप में उपयोग करने की अनुमति देता है; इसका उपयोग किसी भी हीटिंग उद्देश्य, जैसे खाना पकाने के लिए किया जा सकता है। गैस में ऊर्जा को बिजली और गर्मी में बदलने के लिए इसका इस्तेमाल गैस इंजन में भी किया जा सकता है।
बायोगैस को संकुचित किया जा सकता है, वैसे ही प्राकृतिक गैस को सीएनजी को संपीड़ित किया जाता है, और मोटर वाहनों को बिजली देने के लिए उपयोग किया जाता है। यूनाइटेड किंगडम में, उदाहरण के लिए, बायोगैस का अनुमान है कि लगभग 17% वाहन ईंधन को प्रतिस्थापित करने की क्षमता है। यह दुनिया के कुछ हिस्सों में अक्षय ऊर्जा सब्सिडी के लिए अर्हता प्राप्त करता है। बायोगैस को साफ-सुथरा और प्राकृतिक गैस मानकों में अपग्रेड किया जा सकता है, जब यह बायो-मीथेन बन जाता है। बायोगैस को नवीकरणीय संसाधन माना जाता है क्योंकि इसका उत्पादन-और-उपयोग चक्र निरंतर होता है, और यह कोई शुद्ध कार्बन डाइऑक्साइड उत्पन्न नहीं करता है। जैसे ही कार्बनिक पदार्थ बढ़ता है, यह परिवर्तित और उपयोग किया जाता है। यह फिर लगातार निरंतर चक्र में regrows। एक कार्बन परिप्रेक्ष्य से, प्राथमिक जैव-संसाधन के विकास में वायुमंडल से जितना कार्बन डाइऑक्साइड अवशोषित होता है, जब सामग्री को अंततः ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है।
बायोगैस की संरचना और विशेषताओं
बायोगैस की रासायनिक संरचना प्राथमिक रूप से दो कारकों पर निर्भर करती है: पाचन में उपयोग की जाने वाली सामग्री और प्रक्रिया के लिए उपयोग की जाने वाली तकनीक। इस बात को ध्यान में रखते हुए, बायोगैस में 55-70% मीथेन, 30-45% कार्बन डाइऑक्साइड और अन्य गैसों के <5% निशान (अशुद्धता माना जाता है) के बीच हो सकता है।
इसकी विशेषताएं बायोगैस में 6 से 6.5 केडब्ल्यूएच / एनएम 3 के बीच कैलोरीफुल वैल्यू है, समकक्ष ईंधन 0.6 से 0.65 एल तेल प्रति क्यूबिक मीटर बायोगैस है। 650 से 750 डिग्री सेल्सियस का इग्निशन तापमान 74 से 88 वातावरण तक गंभीर दबाव। 1.2 किलो / एम 3 की घनत्व -82.5 डिग्री सेल्सियस का गंभीर तापमान। 16,043 ग्राम / मोल का दाढ़ी द्रव्यमान।
ऊर्जा मूल्य
यह किण्वन से उत्पन्न गैस की संरचना पर निर्भर करता है: इसमें जितना अधिक मीथेन होता है, उतना ही ऊर्जावान होता है। उदाहरण के लिए सी और एच में समृद्ध एक किण्वित सामग्री 90% मीथेन युक्त बायोगैस उत्पन्न करती है, जबकि सेलूलोज़, सी और एच में गरीब, केवल बायोगैस का उत्पादन केवल 55% मीथेन (और 45% कार्बन डाइऑक्साइड) का उत्पादन करेगा।
दक्षता
आईएफईयू अध्ययन से पता चलता है कि जर्मनी में, गैस इंजन के साथ स्थानीय सहजनन के लिए बायोगैस का उपयोग ग्रीनहाउस प्रभाव, नेटवर्क में इंजेक्शन और आवश्यक रखरखाव के संबंध में अधिक कुशल है। हालांकि, इस अध्ययन में प्रति वर्ष प्रति हेक्टेयर 5,000 लीटर ईंधन तेल के बराबर ऊर्जा की अनुमानित ऊर्जा का अनुमान है। जीवाश्म ईंधन और बायोगैस के साथ परमाणु ऊर्जा को बदलें जर्मनी की लगभग पूरी सतह की आवश्यकता है।
गर्मी और पावर कॉजनरेशन की ऑपरेटिंग दक्षता 70% या हानि का 30% है।
गर्मी का उपयोग अक्सर मौसमी होता है और उपयोगकर्ताओं के लिए निकटता और वितरण नेटवर्क के निर्माण की आवश्यकता होती है। गर्मी अवशोषण प्रक्रियाओं के माध्यम से ठंडा प्रदान करना भी संभव है। हालांकि, यह उपयोग फ्रांस के कुछ क्षेत्रों तक ही सीमित है।
इंजेक्शन की अनुमति है और इसकी ऑपरेटिंग क्षमता 90% हो सकती है। गैस की खपत भी मौसमी है, लेकिन सामान्य रूप से इंजेक्शन हर साल नेटवर्क पर संभव है, कुछ मामलों में, गर्मी में कुछ दिन या सप्ताह, जहां खपत कम होती है और इस प्रकार नेटवर्क संतृप्त होता है। इंजेक्शन द्वारा, गर्मी में बायोमेथेन के उत्पादन में एक आउटलेट मिलता है जिसे हमेशा गर्मी संजनन नहीं मिलता है।
इंजेक्शन में फ्रांस में कई परियोजनाएं हैं। उदाहरण के लिए, इकोले सुपरएरीर डेस माइन्स के साथ, फॉन्टेनबेलाऊ, प्रोजेक्ट नाम के तहत प्रति वर्ष 30,000 टन घोड़े की खपत का एनारोबिक पाचन शुरू कर रहा है: EQUIMETH।
दुनिया भर में, घरेलू स्तर पर बायोगैस का उपयोग व्यापक रूप से एशिया में व्यापक है
माली में, अलग-अलग क्षेत्रों में पायलट परियोजनाएं आयोजित की गईं ताकि बायोगैस घरेलू उपयोग के लिए एक स्थायी तरीके से ऊर्जा का उत्पादन कर सकें। अनुभव से पता चला है कि स्थानीय कारीगरों के प्रशिक्षण के साथ जो आवश्यक उपकरण (गैसोमीटर, डाइजेस्टर) के उत्पादन और उपकरण रखरखाव में परिवारों के प्रशिक्षण का समर्थन कर सकते हैं, बायोगैस खाना पकाने के लिए लकड़ी के ईंधन के उपयोग के लिए व्यवहार्य विकल्प हो सकता है और रहने की स्थिति में सुधार कर सकता है अन्य ऊर्जा इनपुट (विशेष रूप से प्रशीतन) के माध्यम से। लकड़ी के संसाधनों पर दबाव कम हो गया है और मिट्टी को उर्वरित करने के लिए कंपोस्टप्रॉडक्ट का उपयोग किया गया है। सिस्टम (उपकरण, स्थापना, प्रशिक्षण) के कार्यान्वयन के लिए वित्तीय सहायता आवश्यक है।
भारत में एक गैर-सरकारी संगठन आर्टि उष्णकटिबंधीय के लिए एक साधारण 0.5 एम 3 (उन्नत) डायजेस्टर विकसित कर रहा है जो बायोगैस का उत्पादन करने के लिए रसोई कचरे (स्टार्च और शर्करा में समृद्ध) का उपयोग करता है। 1 किलो कचरा 6 से 8 घंटे में 400 लीटर बायोगैस पैदा करता है, जो खाना पकाने के लगभग 15 से 20 मिनट तक पर्याप्त होता है।
उत्पादन
बायोगैस एक नवीकरणीय ऊर्जा है जिसका प्रयोग हीटिंग, बिजली और कई अन्य परिचालनों के लिए किया जा सकता है जो जीई जेनबाकर या कैटरपिलर गैस इंजन जैसे पारस्परिक आंतरिक दहन इंजन का उपयोग करते हैं। यूरोपीय निर्देश 2014/34 / ईयू (पहले 94/9 / ईजी) के अनुसार निर्मित यूरोपीय संघ एटीएक्स केन्द्रापसारक प्रशंसक इकाइयों के भीतर दहन को अनुकूलित करने के लिए पर्याप्त गैस दबाव वाले बायोगैस के साथ इन आंतरिक दहन इंजनों को प्रदान करने के लिए अनिवार्य हैं। इन केन्द्रापसारक प्रशंसक इकाइयां, उदाहरण के लिए कंमिमाक, मीडिंगर एजी या विट एंड सोहन एजी जोन 1 और 2 में उपयोग के लिए उपयुक्त हैं।
गैस टरबाइन जैसे अन्य आंतरिक दहन इंजन बिजली और गर्मी दोनों में बायोगैस के रूपांतरण के लिए उपयुक्त हैं। पाचन शेष अकार्बनिक पदार्थ है जो बायोगैस में परिवर्तित नहीं हुआ था। इसका उपयोग कृषि उर्वरक के रूप में किया जा सकता है।
बायोगैस या तो उत्पादित होता है;
लैंडफिल गैस (एलएफजी) के रूप में, जो रासायनिक प्रतिक्रियाओं और सूक्ष्म जीवों के कारण लैंडफिल के अंदर बायोडिग्रेडेबल अपशिष्ट के टूटने से उत्पन्न होता है, या
पाचन गैस के रूप में, एक एनारोबिक digester के अंदर उत्पादित।
नैनोकलेन जैसी परियोजनाएं जैविक अपशिष्ट उपचार की प्रक्रियाओं में लौह ऑक्साइड नैनोकणों का उपयोग करके बायोगैस को अधिक कुशलतापूर्वक उत्पादन करने के नए तरीकों का विकास कर रही हैं। यह प्रक्रिया बायोगैस के उत्पादन को तीन गुना कर सकती है।
बायोसिंथेसिस की प्रक्रिया
तापमान के आधार पर बायोगैस उत्पादन की तीन श्रेणियां हैं।
15-25 डिग्री सेल्सियस: मनोविज्ञान
25-45 डिग्री सेल्सियस: मेसोफिलिक
45-65 डिग्री सेल्सियस: थर्मोफिलिक
ये पाचन मेसोफिलिक हैं जो समशीतोष्ण क्षेत्रों में सबसे ज्यादा उपयोग किए जाते हैं (लगभग 38 डिग्री सेल्सियस)।
लैंडफिल बायोगैस वसूली दोगुना दिलचस्प है क्योंकि वायुमंडल में जारी मीथेन कार्बन डाइऑक्साइड (सीओ 2) की तुलना में अधिक दहनशील ग्रीनहाउस गैस है जो इसके दहन द्वारा उत्पादित होता है।
बायोगैस के स्रोत
एनारोबिक पाचन या पाचन एनारोबिक अपशिष्ट किण्वन योग्य से उत्पन्न बायोगैस। बायोगैस के सबसे आम स्रोत कार्बनिक पदार्थ के स्वैच्छिक या अनैच्छिक स्टॉक से आते हैं:
संस्कृतियों;
लैंडफिल: ऑपरेटिंग मोड की मजबूती के आधार पर उनकी बायोगैस सामग्री उच्च या निम्न है, पर्स्रेसिबल कचरे का चुनिंदा संग्रह विशिष्ट बायोरेक्टर (पाचन) का उपयोग करके निर्वहन से तेजी से मेथननाइजेशन की अनुमति देता है।
सीवेज उपचार संयंत्र कीचड़: एनारोबिक पाचन कार्बनिक यौगिकों को समाप्त करता है और पौधे को ऊर्जा में कम या ज्यादा आत्मनिर्भर होने की अनुमति देता है;
पशुधन प्रदूषण: नियम 6 महीने से अधिक की क्षमता के लिए प्रदूषित भंडारण उपकरण (खाद, खाद) अनिवार्य बनाते हैं। इस भंडारण का समय प्रदूषण के मेथनेशन के लिए उपयोग किया जा सकता है। ये पशु खाद हैं लेकिन अन्य कृषि अपशिष्ट भी हैं: फसल अवशेष और सीलेज, डेयरी से प्रदूषण, बाजारों से निकासी, टर्फ इत्यादि।
कृषि-खाद्य उद्योगों के प्रयासों को भी मेथननाइज्ड किया जा सकता है। लक्ष्य मुख्य रूप से बहुत समृद्ध कार्बनिक पदार्थों को अस्वीकार करने से बचने के लिए है, और ऊर्जा वसूली के साथ भी किया जा सकता है;
झीलों और मंगल के नीचे: बायोगैस स्वाभाविक रूप से कार्बनिक तलछटों द्वारा उत्पादित होता है जो वहां जमा होता है। झील किवु बायोगैस का उपयोग 40 साल पहले शुरू किया गया था और अब इसे बड़े पैमाने पर विकसित किया जा रहा है।
बायोगैस उत्पादन के चरण
कार्बनिक पदार्थ के एनारोबिक पाचन द्वारा बायोगैस उत्पादन की प्रक्रिया को चार चरणों में बांटा गया है। यह आज तक किए गए जैव रासायनिक और सूक्ष्मजीवविज्ञान अध्ययनों द्वारा प्रदर्शित किया गया है।
चरण I: हाइड्रोलिसिस
एनारोबिक अपघटन की प्रक्रिया शुरू करने के लिए यह आवश्यक है कि कार्बनिक यौगिक सेल दीवार को पार कर सकें और इस प्रकार कार्बनिक पदार्थ का लाभ उठा सकें। हाइड्रोलाइटिक सूक्ष्मजीव बाह्य कोशिका एंजाइम उत्पन्न करते हैं जो बहुलक कार्बनिक पदार्थ को घुलनशील कार्बनिक यौगिकों में परिवर्तित करने में सक्षम होते हैं। यह चरण बायोगैस उत्पादन प्रक्रिया की समग्र गति में निर्धारक है और अन्य लोगों के बीच तापमान, पीएच, कण आकार, सब्सट्रेट की बायोकेमिकल संरचना जैसे कारकों से प्रभावित हो सकता है।
चरण II: एसिडोजेनेसिस
घुलनशील कार्बनिक अणुओं का परिवर्तन यौगिकों में होता है जिसे मेथनोजेनिक बैक्टीरिया (एसिटिक, फॉर्मिक और हाइड्रोजन) द्वारा शोषित किया जा सकता है, दूसरों को अधिक (वैलेरिक, प्रोपेयोनिक, लैक्टिक और अन्य) के रूप में कम किया जाता है और कुछ यौगिक जिन्हें इन बैक्टीरिया (इथेनॉल) द्वारा उपयोग नहीं किया जा सकता है , फैटी एसिड, और अरोमैटिक्स)। वे बायोडिजेस्टर में मौजूद ऑक्सीजन के किसी भी निशान को भी खत्म करते हैं।
चरण III: एसीटोजेनेसिस
वे यौगिकों का लाभ उठाते हैं जिन्हें मेथनोजेनिक बैक्टीरिया (इथेनॉल, फैटी एसिड, और एरोमैटिक्स) द्वारा चयापचय नहीं किया जा सकता है और उन्हें एसीटेट और हाइड्रोजन जैसे सरल यौगिकों में बदल दिया जा सकता है। होम्यैसेटोजेनिक नामक बहुत ही विशेष एसीटोजेनिक सूक्ष्मजीव, केवल एसीटेट का उत्पादन करने में सक्षम होते हैं और इसका उपयोग हाइड्रोजन गैस के कम आंशिक दबाव को बनाए रखने के लिए किया जा सकता है क्योंकि वे इसका उत्पादन नहीं करते हैं।
चरण IV: मेथनोजेनेसिस
मेथनोजेनिक बैक्टीरिया पिछले चरणों के उत्पादों पर कार्य करता है और मीथेन के उत्पादन के माध्यम से एनारोबिक अपघटन प्रक्रिया को पूरा करता है। यह दिखाया गया है कि बायोडिजेस्टर में उत्पादित 70% मीथेन एसिटिक एसिड के डीकार्बोलाइजेशन का परिणाम है, क्योंकि केवल दो जेनेरा मेथनोजेनिक बैक्टीरिया एसीटेट का उपयोग कर सकते हैं।
बायोगैस पौधों
एक बायोगैस संयंत्र अक्सर नाम एनारोबिक डाइजेस्टर को दिया जाता है जो खेत के कचरे या ऊर्जा फसलों का इलाज करता है। इसे एनारोबिक पाचन (विभिन्न विन्यासों के साथ वायु तंग टैंक) का उपयोग करके उत्पादित किया जा सकता है। इन पौधों को सीवेज कीचड़ और खाद्य अपशिष्ट सहित मक्का सिलेज या बायोडिग्रेडेबल कचरे जैसे ऊर्जा फसलों से खिलाया जा सकता है। प्रक्रिया के दौरान, सूक्ष्म जीव बायोमास अपशिष्ट को बायोगैस (मुख्य रूप से मीथेन और कार्बन डाइऑक्साइड) में परिवर्तित करते हैं और पचते हैं।
मुख्य प्रक्रियाएं
दो प्रमुख प्रक्रियाएं हैं: मेसोफिलिक और थर्मोफिलिक पाचन जो तापमान पर निर्भर है। अलास्का फेयरबैंक्स विश्वविद्यालय में प्रयोगात्मक कार्य में, अलास्का में एक जमे हुए झील से "मिट्टी" से कटाई गई मनोविज्ञान का उपयोग करते हुए 1000 लीटर डायजेस्टर ने प्रति दिन 200-300 लीटर मीथेन का उत्पादन किया है, जो पाचन से उत्पादन का लगभग 20% -30% गर्म जलवायु।
खतरों
बायोगैस द्वारा उत्पादित वायु प्रदूषण प्राकृतिक गैस के समान है। विषाक्त हाइड्रोजन सल्फाइड की सामग्री अतिरिक्त जोखिम प्रस्तुत करती है और गंभीर दुर्घटनाओं के लिए जिम्मेदार रही है। असंतुलित मीथेन के लीक एक अतिरिक्त जोखिम हैं, क्योंकि मीथेन एक शक्तिशाली ग्रीनहाउस गैस है।
बायोगैस विस्फोटक हो सकता है जब एक भाग बायोगैस के अनुपात में 8-20 भागों हवा में मिलाया जाता है। रखरखाव के काम के लिए खाली बायोगैस डाइजेस्टर में प्रवेश के लिए विशेष सुरक्षा सावधानी बरतनी है। यह महत्वपूर्ण है कि एक बायोगैस प्रणाली का नकारात्मक दबाव कभी न हो क्योंकि इससे विस्फोट हो सकता है। नकारात्मक गैस दबाव तब हो सकता है जब बहुत ज्यादा गैस हटा दी जाती है या लीक हो जाती है; इस बायोगैस के कारण दबाव के गेज द्वारा मापा जाने वाला पानी के एक स्तंभ इंच के नीचे दबावों में उपयोग नहीं किया जाना चाहिए।
बायोगैस प्रणाली पर लगातार गंध की जांच की जानी चाहिए। यदि बायोगैस कहीं भी गंध की जाती है तो खिड़कियां और दरवाजे तुरंत खोले जाने चाहिए। अगर आग लगती है तो बायोगैस सिस्टम के गेट वाल्व पर गैस बंद होनी चाहिए।
लैंडफिल गैस
लैंडफिल गैस जैविक कार्बनिक अपशिष्ट द्वारा बायोगैस में एनारोबिक स्थितियों के तहत विघटित होता है।
कचरा कवर किया गया है और उपरोक्त जमा सामग्री के वजन से यांत्रिक रूप से संपीड़ित है। यह सामग्री ऑक्सीजन एक्सपोजर को रोकती है जिससे एनारोबिक सूक्ष्म जीवों को बढ़ने की इजाजत मिलती है। बायोगैस बढ़ता है और धीरे-धीरे वायुमंडल में छोड़ दिया जाता है अगर साइट को गैस पर कब्जा करने के लिए इंजीनियर नहीं बनाया गया है। एक अनियंत्रित तरीके से जारी लैंडफिल गैस खतरनाक हो सकती है क्योंकि यह लैंडफिल से निकलती है और ऑक्सीजन के साथ मिश्रित होने पर विस्फोटक हो सकती है। निचली विस्फोटक सीमा 5% मीथेन है और ऊपरी 15% मीथेन है।
बायोगैस में मीथेन कार्बन डाइऑक्साइड की तुलना में 28 गुना अधिक ग्रीनहाउस गैस है। इसलिए, अनगिनत लैंडफिल गैस, जो वातावरण में भागती है, ग्लोबल वार्मिंग के प्रभाव में महत्वपूर्ण योगदान दे सकती है। इसके अलावा, लैंडफिल गैस में अस्थिर कार्बनिक यौगिकों (वीओसी) फोटोकैमिकल धुआं के गठन में योगदान देते हैं।
तकनीकी
बायोकेमिकल ऑक्सीजन मांग (बीओडी) बायोडिजेस्टर में उपयोग की जाने वाली सामग्री के नमूने में जैविक पदार्थ को विघटित करने के लिए एरोबिक सूक्ष्म जीवों द्वारा आवश्यक ऑक्सीजन की मात्रा का माप है और साथ ही साथ तरल निर्वहन के लिए बीओडी की गणना के लिए अनुमति देता है एक बायोडिगस्टर से दैनिक ऊर्जा उत्पादन।
बायोडिजेस्टर्स से संबंधित एक और शब्द प्रदूषित गंदगी है, जो बताता है कि बायोगैस स्रोत की प्रति इकाई कितनी कार्बनिक सामग्री है। इस माप के लिए विशिष्ट इकाइयां बीजी / लीटर में हैं। उदाहरण के तौर पर, प्रदूषित गंदगी पनामा में 800-1200 मिलीग्राम बीओडी / लीटर के बीच हो सकती है।
1 किलोग्राम डिमोकिस्ड रसोई बायो-कचरे से, 0.45 एमओ बायोगैस प्राप्त किया जा सकता है। घरों से जैविक अपशिष्ट एकत्र करने की कीमत लगभग € 70 प्रति टन है।
रचना
बायोगैस की संरचना सब्सट्रेट संरचना के साथ-साथ एनारोबिक रिएक्टर (तापमान, पीएच, और सब्सट्रेट एकाग्रता) के भीतर की स्थितियों के आधार पर भिन्न होती है। लैंडफिल गैस में आमतौर पर लगभग 50% मीथेन सांद्रता होती है। उन्नत अपशिष्ट उपचार प्रौद्योगिकियां 55% -75% मीथेन के साथ बायोगैस उत्पन्न कर सकती हैं, जो मुक्त तरल पदार्थ वाले रिएक्टरों के लिए 80% -90% मीथेन में इन-सीटू गैस शुद्धि तकनीकों का उपयोग करके बढ़ाया जा सकता है। उत्पादित के रूप में, बायोगैस में जल वाष्प होता है। जल वाष्प की आंशिक मात्रा बायोगैस तापमान का एक कार्य है; जल वाष्प सामग्री और थर्मल विस्तार के लिए मापा गैस मात्रा में सुधार आसानी से सरल गणित के माध्यम से किया जाता है जो शुष्क बायोगैस की मानकीकृत मात्रा उत्पन्न करता है।
कुछ मामलों में, बायोगैस में सिलॉक्सैन्स होते हैं। वे आम तौर पर साबुन और डिटर्जेंट में पाए जाने वाले सामग्रियों के एनारोबिक अपघटन से बने होते हैं। सिलोक्सन युक्त बायोगैस के दहन के दौरान, सिलिकॉन जारी किया जाता है और दहन गैस में मुक्त ऑक्सीजन या अन्य तत्वों के साथ मिलकर मिल सकता है। जमा ज्यादातर गठित होते हैं जिसमें सिलिका (SiO2) या सिलिकेट (छः) होते हैं और इसमें कैल्शियम, सल्फर, जस्ता, फॉस्फरस हो सकता है। इस तरह के सफेद खनिज जमा कई मिलीमीटर की सतह की मोटाई में जमा होते हैं और उन्हें रासायनिक या यांत्रिक साधनों से हटा दिया जाना चाहिए।
सिलोक्सन और अन्य बायोगैस दूषित पदार्थों को हटाने के लिए व्यावहारिक और लागत प्रभावी प्रौद्योगिकियां उपलब्ध हैं।
एक ठेठ बायोडिजेस्टर में इनपुट के 1000 किलोग्राम (गीले वजन) के लिए, कुल ठोस गीले वजन का 30% हो सकता है जबकि अस्थिर निलंबित ठोस कुल ठोस पदार्थों का 9 0% हो सकता है। प्रोटीन अस्थिर ठोस पदार्थों का 20% होगा, कार्बोहाइड्रेट अस्थिर ठोस पदार्थों का 70% होगा, और अंततः वसा अस्थिर ठोस पदार्थों का 10% होगा।
लाभ
जैव ईंधन के रूप में, इसमें कई फायदे हैं:
जैसा ऊपर बताया गया है, ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन में कमी;
डीजल और गैसोलीन की तुलना में ठीक कण उत्सर्जन में महत्वपूर्ण कमी;
कृषि प्रदूषण (विशेष रूप से coliforms) में कुछ सूक्ष्मजीवों में कमी;
अन्य एक्सोजेनस ऊर्जा (जीवाश्म और परमाणु) के लिए विकल्प, ऑपरेटर के लिए आय का स्रोत जो अपने ऊर्जा खर्चों पर बचाता है और / या, अधिक से अधिक अपनी ऊर्जा बेचता है;
पौधों के अपशिष्ट के कार्बन भार में कमी। एक बार पचाने के बाद, अपशिष्ट पर्यावरण के लिए कम हानिकारक है; जैविक या कार्बनिक प्रदूषण का खतरा भी बहुत कम हो जाता है, और किण्वन मात्रा को फैलाने और प्रसारित करने के लिए, शुष्क पदार्थ के प्रतिशत को कम करता है;
मीथेन के उत्पादन के बाद, चक्र के अंत में इसे ठीक करने वाले किसानों के लिए खाद का इलाज किया जाता है, बेहतर गुणवत्ता क्योंकि यह पौधों को "जला" नहीं देती है, यह कई रोगजनकों से छुटकारा पाती है और "खरपतवार" "इसमें शामिल हो सकता है।
इसे शुद्धि के बाद प्राकृतिक गैस नेटवर्क में भी इंजेक्शन दिया जा सकता है। यह समाधान वह समाधान है जो उत्पादन की स्थिति के करीब पर्याप्त है, तो सर्वोत्तम ऊर्जा दक्षता प्रदान करता है। यह समाधान अब नेटवर्क ऑपरेटरों द्वारा समर्थित है, जो 2050 में 100% हरी गैस पर भी विचार कर रहे हैं। फ्रांस में, अफसेट ने 200 9 में निष्कर्ष निकाला था कि नेटवर्क में शुद्ध बायोगैस के इंजेक्शन से कोई विशेष स्वास्थ्य समस्या नहीं आई है।
व्युत्पन्न बायोगैस खाद के लाभ
मीथेन के उच्च स्तर तब उत्पादित होते हैं जब खाद एनारोबिक स्थितियों के तहत संग्रहीत किया जाता है। भंडारण के दौरान और जब जमीन पर खाद लागू किया गया है, नाइट्रस ऑक्साइड भी denitrification प्रक्रिया के उपज के रूप में उत्पादित किया जाता है। नाइट्रस ऑक्साइड (एन 2 ओ) कार्बन डाइऑक्साइड की तुलना में ग्रीनहाउस गैस के रूप में 320 गुना अधिक आक्रामक है और कार्बन डाइऑक्साइड से 25 गुना अधिक मीथेन है।
गाय खाद को एनेरोबिक पाचन के माध्यम से मीथेन बायोगैस में परिवर्तित करके, संयुक्त राज्य अमेरिका में लाखों मवेशी 100 अरब किलोवाट घंटे बिजली उत्पादन करने में सक्षम होंगे, जो संयुक्त राज्य भर में लाखों घरों को बिजली देने के लिए पर्याप्त है। वास्तव में, एक गाय बिजली के 3 किलोवाट घंटे उत्पन्न करने के लिए एक दिन में पर्याप्त खपत का उत्पादन कर सकती है; एक दिन के लिए एक 100-वाट प्रकाश बल्ब को बिजली देने के लिए केवल 2.4 किलोवाट घंटे बिजली की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, इसे विघटित करने के बजाय मवेशी बायोगैस में मवेशी बायोगैस को परिवर्तित करके, ग्लोबल वार्मिंग गैसों को 99 मिलियन मीट्रिक टन या 4% से कम किया जा सकता है।
अनुप्रयोगों
सीओपी गैस इंजन में सीवेज कार्यों पर बिजली उत्पादन के लिए बायोगैस का उपयोग किया जा सकता है, जहां इंजन से अपशिष्ट ताप आसानी से डायजेस्टर को गर्म करने के लिए उपयोग किया जाता है; खाना बनाना; स्पेस हीटिंग; जल तापन; और हीटिंग प्रक्रिया। अगर संपीड़ित होता है, तो यह वाहनों में उपयोग के लिए संपीड़ित प्राकृतिक गैस को प्रतिस्थापित कर सकता है, जहां यह एक आंतरिक दहन इंजन या ईंधन कोशिकाओं को ईंधन दे सकता है और साइट सीएचपी पौधों में सामान्य उपयोग की तुलना में कार्बन डाइऑक्साइड का एक अधिक प्रभावी विस्थापन है।
कृषि में अपने स्वयं के उपयोग के अलावा, बायोगैस नवीकरणीय ऊर्जा से ऊर्जा मिश्रण में योगदान के रूप में भी उपयुक्त है। इसका कारण यह है कि, एक तरफ, यह बेस लोड उत्पन्न करने में सक्षम है, जिसका मतलब है कि बायोगैस लगातार उपलब्ध है, अन्य अक्षय ऊर्जा स्रोतों जैसे हवा या सूर्य के विपरीत। दूसरी तरफ, बायोमास और बायोगैस को संग्रहीत किया जा सकता है, जो चोटी की ऊर्जा आपूर्ति में योगदान दे सकता है। इसलिए, यह बायोनेर्जी स्रोत पवन और सौर ऊर्जा की बिजली आपूर्ति में अल्पकालिक उतार-चढ़ाव की भरपाई के लिए उपयुक्त है। अब तक, अधिकांश बायोगैस पौधों को लगातार आधार लोड पावर प्लांट के रूप में संचालित किया जाता है। ऊर्जा का उपयोग करने के लिए निम्नलिखित विकल्प उपलब्ध हैं: साइट पर संयुक्त गर्मी और बिजली (सीएचपी): बिजली और गर्मी (सीएचपी) का उत्पादन करने के लिए बायोगैस संयुक्त गर्मी और बिजली संयंत्र (सीएचपी) में प्रयोग किया जाता है; बिजली पूरी तरह से ग्रिड में खिलाया जाता है, साइट पर लगभग 60 प्रतिशत अपशिष्ट गर्मी का उपयोग किया जा सकता है। वैकल्पिक रूप से, बायोगैस उचित उपचार के बाद आपूर्ति नेटवर्क में खिलाया जा सकता है।
सहजनन इकाइयों
जर्मनी में, संयुक्त गर्मी और बिजली संयंत्रों (सीएचपी) में बायोगैस जलने से विद्युत उत्पादन के लिए गर्मी के अलावा बिजली उत्पादन का सबसे आम तरीका है।
चूंकि अधिकांश बायोगैस राजस्व बिजली की बिक्री से उत्पन्न होता है, गर्मी उपभोक्ता में संयुक्त गर्मी और बिजली इकाई होती है, जो ग्रिड फीड-इन के लिए मुख्य उत्पाद के रूप में बिजली का उत्पादन करती है और आदर्श रूप से स्थानीय या जिला हीटिंग ग्रिड में गर्मी को खिलाती है। जिला हीटिंग नेटवर्क का एक उदाहरण बायोनेर्जी गांव जुहांडे है। अभी तक, हालांकि, साइट पर गर्मी की मांग की कमी के कारण ज्यादातर कृषि बायोगैस संयंत्रों में गर्मी का केवल एक छोटा सा हिस्सा उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए किण्वन और आवासीय और वाणिज्यिक भवनों को गर्म करने के लिए।
बायोगैस नेटवर्क
माइक्रो गैस नेटवर्क के माध्यम से बायोगैस लाइनों में बायोगैस का एक विकल्प है। इस प्रकार गर्मी उपभोक्ताओं के साथ बिजली और गर्मी उत्पादन हो सकता है।
आगे के उपयोग के प्रकार
बायोगैस ऑटोमोटिव इंजनों में लगभग सीओ 2-न्यूट्रल ईंधन के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। चूंकि प्राकृतिक गैस की गुणवत्ता की तैयारी आवश्यक है, इसलिए सीओ 2 घटक को यथासंभव हटा दिया जाना चाहिए। इसे अलगाव के बाद व्यावसायिक रूप से इस्तेमाल किया जा सकता है, उदाहरण के लिए पेय उद्योग में। परिवर्तित वाहनों में इस्तेमाल होने के लिए तथाकथित बायोमेथेन या जैव प्राकृतिक गैस को 200 से 300 बार तक संपीड़ित किया जाना चाहिए।
वाल्टर श्मिट एजी और संबंधित कंपनी कॉम्पोगास के स्वामित्व वाले ट्रक 1995 से स्विट्जरलैंड में बायोगैस का उपयोग कर रहे हैं, और पहला ट्रक 2010 की गर्मियों में अपने लाखवें किलोमीटर तक पहुंच गया। 2001 तक भी माइग्रोस ज्यूरिख को कॉम्पोगस के साथ और 2002 मैकडॉनल्ड्स स्विट्जरलैंड के साथ चला गया।
अब तक, बायोगैस शायद ही कभी इस तरह प्रयोग किया जाता है। 2006 में, पहला जर्मन बायोगैस स्टेशन जामेलन (वेंडलैंड) में खोला गया था।
उच्च विद्युत क्षमताओं के कारण, भविष्य में ईंधन कोशिकाओं में बायोगैस का उपयोग दिलचस्प हो सकता है। ईंधन कोशिकाओं के लिए उच्च कीमत, विस्तृत गैस शुद्धि और व्यावहारिक परीक्षणों में अब तक कम सेवा जीवन अब तक इस तकनीक का व्यापक उपयोग रोकता है।
बायोगैस उन्नयन
पाचन से उत्पादित कच्चे बायोगैस लगभग 60% मीथेन और 2 9% सीओ 2 एच 2 एस के ट्रेस तत्वों के साथ है: मशीनरी में उपयोग के लिए अपर्याप्त। अकेले एच 2 एस की संक्षारक प्रकृति तंत्र को नष्ट करने के लिए पर्याप्त है।
बायोगैस में मीथेन जीवाश्म प्राकृतिक गैस के समान मानकों के लिए बायोगैस अपग्रेडर के माध्यम से केंद्रित किया जा सकता है, जिसे स्वयं को सफाई प्रक्रिया से गुजरना पड़ता है, और बायोमेथेन बन जाता है। यदि स्थानीय गैस नेटवर्क अनुमति देता है, तो बायोगैस के निर्माता अपने वितरण नेटवर्क का उपयोग कर सकते हैं। पाइपलाइन गुणवत्ता तक पहुंचने के लिए गैस बहुत साफ होनी चाहिए और वितरण नेटवर्क को स्वीकार करने के लिए सही संरचना का होना चाहिए। वर्तमान में कार्बन डाइऑक्साइड, पानी, हाइड्रोजन सल्फाइड, और कणों को हटा दिया जाना चाहिए।
उन्नयन के चार मुख्य तरीके हैं: जल धोने, दबाव स्विंग अवशोषण, selexol अवशोषण, और अमीन गैस उपचार। इनके अतिरिक्त, बायोगैस उन्नयन के लिए झिल्ली पृथक्करण प्रौद्योगिकी का उपयोग बढ़ रहा है, और यूरोप और यूएसए में पहले से ही कई पौधे चल रहे हैं।
सबसे प्रचलित विधि जल धोने वाली है जहां उच्च दबाव गैस एक स्तंभ में बहती है जहां कार्बन डाइऑक्साइड और अन्य ट्रेस तत्व गैस को काउंटर-प्रवाह चलने वाले पानी से निकलते हैं। यह व्यवस्था सिस्टम में अधिकतम 2% मीथेन हानि की गारंटी देने वाले निर्माताओं के साथ 98% मीथेन प्रदान कर सकती है। बायोगैस अपग्रेडिंग सिस्टम चलाने के लिए गैस में कुल ऊर्जा उत्पादन के लगभग 3% और 6% के बीच यह लगभग लेता है।
बायोगैस गैस-ग्रिड इंजेक्शन
गैस-ग्रिड इंजेक्शन मीथेन ग्रिड (प्राकृतिक गैस ग्रिड) में बायोगैस का इंजेक्शन है। सूक्ष्म संयुक्त गर्मी और बिजली की सफलता तक बायोगैस बिजली संयंत्रों द्वारा उत्पादित सभी ऊर्जा का दो तिहाई खो गया (गर्मी के रूप में)। गैस को ग्राहकों को परिवहन के लिए ग्रिड का उपयोग करके, ऊर्जा का उपयोग साइट पर पीढ़ी के लिए किया जा सकता है, जिसके परिणामस्वरूप ऊर्जा के परिवहन में नुकसान में कमी आती है। प्राकृतिक गैस संचरण प्रणाली में विशिष्ट ऊर्जा नुकसान 1% से 2% तक है; बिजली संचरण में वे 5% से 8% तक हैं।
गैस ग्रिड में इंजेक्शन से पहले, बायोगैस एक सफाई प्रक्रिया पास करता है, जिसके दौरान इसे प्राकृतिक गैस की गुणवत्ता में अपग्रेड किया जाता है। सफाई प्रक्रिया के दौरान गैस ग्रिड के लिए हानिकारक घटक ट्रेस और अंतिम उपयोगकर्ताओं को हटा दिया जाता है।
परिवहन में बायोगैस
यदि केंद्रित और संपीड़ित है, तो इसका उपयोग वाहन परिवहन में किया जा सकता है। संपीड़ित बायोगैस स्वीडन, स्विट्जरलैंड और जर्मनी में व्यापक रूप से उपयोग किया जा रहा है। बायोगैस्टेट अमांडा (द बायोगैस ट्रेन अमांडा) नामक एक बायोगैस संचालित ट्रेन, 2005 से स्वीडन में सेवा में रही है। बायोगैस ऑटोमोबाइल को शक्ति देता है। 1 9 74 में, मिठाई ए न्यूट नामक एक ब्रिटिश वृत्तचित्र फिल्म ने सुअर खाद से बायोगैस उत्पादन प्रक्रिया का विस्तार किया और दिखाया कि यह एक कस्टम-अनुकूलित दहन इंजन को कैसे बढ़ावा देता है। 2007 में, यूरोप में ज्यादातर विश्वव्यापी उन्नत बायोगैस के साथ अनुमानित 12,000 वाहनों को बढ़ावा दिया जा रहा था।
बायोगैमाक्स: पर्यावरण शहरी परिवहन के लिए अपशिष्ट ऊर्जा
बायोगैमाक्स यूरोपीय आयोग के अनुसंधान और विकास एफपी 6 - 6 वें फ्रेमवर्क कार्यक्रम (2000-2006) के लिए 6 वें फ्रेमवर्क कार्यक्रम की एक यूरोपीय परियोजना है। यह जीवाश्म ईंधन पर निर्भरता को कम करने के लिए यूरोप की पहलों का हिस्सा है। यूरोप में मौजूदा अनुभवों के आधार पर, यह यूरोप में शहरी क्षेत्रों में उपलब्ध जमा के आधार पर भूमि परिवहन के लिए ईंधन के रूप में बायोगैस का उपयोग करने के मूल्य का प्रदर्शन करने वाली तकनीकों और उपलब्धियों को बढ़ावा देता है।
यह चार साल की परियोजना तकनीकी विश्वसनीयता और पर्यावरण, सामाजिक और वित्तीय लाभ का प्रदर्शन करेगी। पूर्ण पैमाने पर प्रदर्शन के आधार पर, परियोजना मौजूदा औद्योगिक प्रक्रियाओं को अनुकूलित करेगी और नए शोध करेगी। इसके तकनीकी मूल्य के अलावा, बायोगैमाक्स में प्रवेश के लिए बाधाओं को कम करने के लिए एक स्काउटिंग फ़ंक्शन है, चाहे वे तकनीकी, परिचालन, संस्थागत या नियामक हों। प्राप्त ज्ञान पूरे यूरोपीय संघ में विशेष रूप से नए सदस्य देशों में प्रसारित किया जाएगा।
वास्तव में, यह परियोजना कुंवारी की स्थिति से शुरू नहीं होती है; इसके सदस्य इस क्षेत्र में अभिनव परियोजनाओं में भाग लेते हैं, कुछ लंबे समय तक। इसलिए यह सबूत का यूरोपीय प्रोजेक्ट है और इरादे से नहीं।
बायोगैमाक्स में फ्रांस में लिली, स्टॉकहोम और स्वीडन में गॉथेनबर्ग, इटली में रोम, स्विट्ज़रलैंड में बर्न, पोलैंड में टोरुन और ज़ीलोना गोरा जैसे शहर शामिल हैं। परियोजना जर्मनी में उन्नत कौशल से घिरा हुआ है (शुद्धिकरण के पहलुओं और बायोगैस की एकाग्रता के लिए कैसल में आईएसईटी, बायोमेथेन-ईंधन के जीवन चक्र विश्लेषण के लिए स्टुटगार्ट विश्वविद्यालय), कौशल का हस्तांतरण, साथ ही साथ सार्वजनिक और निजी भागीदारों का एक सेट संबंधित देशों में: मुख्य रूप से अपशिष्ट और ऊर्जा प्रबंधन ऑपरेटरों।
वर्तमान में बायोगैस के उपयोग को शामिल करने वाले सबसे सफल प्रयोगों में से अधिकांश को बायोगासमैक्स के भीतर दर्शाया जाता है, जो संचार और क्रिया के लिए अत्यधिक प्रभावशाली ढांचा प्रदान करता है।
बायोगैस्मैक्स अनुभवों के परिप्रेक्ष्य का प्रतिनिधित्व करता है: प्रत्येक शहर ने अपनी वेबसाइट और रणनीति के उद्देश्यों के आधार पर अपनी रणनीति और उद्देश्यों को निर्धारित किया है। भागीदारों के बीच गहन विनिमय है, जिसके परिणामस्वरूप वेब पर कई परिणाम और तकनीकी रिपोर्ट उपलब्ध हैं। परिणामों की यह दृश्यता बायोमेथेन (इंजन कार्ब्रिशन के लिए अनुकूलित बायोगैस) के विकास पर रणनीतिक दस्तावेजों के साथ भी है, जलवायु परिवर्तन के विचार में इसकी भागीदारी और शहरी महानगरों में इसके विचार के लिए सहायता .. इन एक्सचेंजों, अंदर से फलदायी, इस प्रकार संबंधित समुदाय में फैल गया, क्योंकि परियोजना की प्रगति हुई और विज्ञापन प्रसार अभियान के माध्यम से भी।
सर्वोत्तम प्रथाओं के अधिग्रहण के साथ, बायोगैमाक्स के सहयोगी सर्वश्रेष्ठ प्रतिभागियों को संघीय करने और इस दृष्टिकोण से संबंधित प्रतिबिंब और कार्यों को बढ़ावा देने में सक्षम हैं।
बायोगैमाक्स के बाद, यूरोपीय बायोमेथेन क्षेत्र कार्यक्रम भी इस ऊर्जा को बढ़ावा दे रहा है
बायोगैस वातावरण में मापना
बायोगैस गीले गैस का हिस्सा है और गैस (या वायु) श्रेणी को संघनित करता है जिसमें गैस धारा में धुंध या धुंध शामिल है। धुंध या धुंध मुख्य रूप से जल वाष्प होता है जो पूरे गैस प्रवाह में पाइप या ढेर के किनारों पर निर्भर करता है। बायोगैस वातावरण में अपशिष्ट जल पाचन, लैंडफिल, और पशु खाद्य संचालन (कवर पशुधन लागोन) शामिल हैं।
अल्ट्रासोनिक प्रवाह मीटर बायोगैस वातावरण में मापने में सक्षम कुछ उपकरणों में से एक हैं। अधिकांश थर्मल फ्लो मीटर विश्वसनीय डेटा प्रदान करने में असमर्थ हैं क्योंकि नमी स्थिर उच्च प्रवाह रीडिंग और निरंतर प्रवाह स्पाइकिंग का कारण बनती है, हालांकि एकल-बिंदु सम्मिलन थर्मल मास फ्लो मीटर सटीक रूप से कम दबाव ड्रॉप के साथ बायोगैस प्रवाह की निगरानी करने में सक्षम होते हैं। वे दैनिक धाराओं और मौसमी तापमान में उतार-चढ़ाव की वजह से प्रवाह धारा में होने वाली नमी भिन्नताओं को संभाल सकते हैं, और सूखे गैस मूल्य का उत्पादन करने के लिए प्रवाह धारा में नमी के लिए खाते हैं।